CN206477024U - 具有凹槽结构的金刚石膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有凹槽结构的金刚石膜，包括：基材，所述基材上表面形成多个凹槽；设置于所述基材上表面的金刚石层；形成在所述金刚石层上表面的硬质合金层，其中，所述基材的厚度为1‑5mm，所述凹槽的宽度为0.1‑0.5mm，所述凹槽的间距为0.2‑0.6mm。在基材表面形成凹槽以后将金刚石层填入以后，整个金刚石膜相较没有凹槽的结构附着力增强1.5倍以上，在切割硬度更高的物体时仍具备较强的牢固度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有凹槽结构的金刚石膜。
背景技术
化学气相沉积金刚石的制备成本较低，可以大面积化和曲面化，而且其厚度可按需要从不足一微米直至数毫米，故有着比颗粒状金刚石更为广泛的用途。如：利用其高硬度和耐磨性，可以作为工具的超硬涂层，从而使工具的寿命提高十几到几十倍。也可以用厚的化学气相沉积金刚石片，加工制作成各种焊接型金刚石工具，如高精度砂轮修整刀、拉丝模及各种超硬材料加工和非铁金属加工用的刀具等。由于化学气相沉积金刚石不含任何金属或非金属添加剂，其多晶结构又使其在各个方向都具有几乎相同的极高硬度，因此其机械性能兼具单晶金刚石和聚晶金刚石(简称PCD)的优点，而又在一定程度上克服了它们的不足。实践表明，厚膜化学气相沉积金刚石工具的使用寿命可大大超过任何粒度的聚晶金刚石工具，加工精度则可和单晶金刚石工具近似，明显优越于聚晶金刚石工具。因此，美国、日本、欧洲等发达国家和地区正逐渐将化学气相沉积金刚石作为未来汽车发动机制造业中最理想的工具材料。
金刚石的高硬度、高耐磨性使得金刚石薄膜成为极佳的工具材料。作为工具材料，金刚石薄膜可以由两种不同的应用形式。第一种形式是将沉积以后的金刚石层剥离下来，然后重新加以切割、研磨，并焊接到工具的端部。由于这种钎焊强度远低于PCD材料金刚石层与硬质合金之间的结合强度。当它应用于断续切削时，其界面的连接就显得很脆弱。若能够解决CVD金刚石的钎焊问题，那么CVD金刚石刀具材料将能够在整个机械加工领域同PCD材料竞争。这种材料与PCD相比，具有热稳定性好、工具使用寿命长的优点。缺点是晶粒间的内聚强度低，材料表现出较大的内应力和脆性。另外，由于CVD金刚石缺乏导电性，阻碍了该材料对电火花切割和抛光加工技术的应用。而该技术在金刚石刀具加工业，尤其是木材刀具的刃磨和重刃磨上得到了广泛的应用。第二种形式是将金刚石层直接沉积到工具表面上，薄膜厚度较薄，成本较低。这种方法也有不足：沉积的薄膜对衬底材料的附着力不容易提高。
现有的金刚石复合片结构多为金刚石层与硬质合金层复合的单层结构。用于钻头等工具上受到限制。
实用新型内容
本实用新型提供了一种具有凹槽结构的金刚石膜，包括：基材，所述基材上表面形成多个凹槽；设置于所述基材上表面的金刚石层；形成在所述金刚石层上表面的硬质合金层，其中，所述基材的厚度为1-5mm，所述凹槽的宽度为0.1-0.5mm，所述凹槽的间距为0.2-0.6mm。
优选地，所述金刚石层通过化学气相沉积的方法形成。
优选地，所述基材的材质为石墨材料。
优选地，位于所述基材表面的凹槽通过激光、气相刻蚀或湿法蚀刻的工艺形成。
优选地，所述金刚石层的厚度为0.5-1.5mm。
优选地，所述硬质合金层的厚度为2-10mm。
本实用新型的有益效果：
1、在基材表面形成凹槽以后将金刚石层填入以后，整个金刚石膜相较没有凹槽的结构附着力增强1.5倍以上，在切割硬度更高的物体时仍具备较强的牢固度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
图式中相同的号码代表相同或相似的组件。另一方面，众所周知的组件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本实用新型造成不必要的限制。
如图1所示，为具有凹槽结构的金刚石膜，包括：
基材101，该基材上表面形成多个凹槽104；
设置于基材101上表面的金刚石层102；
形成在金刚石层102上表面的硬质合金层103。
其中，金刚石层通过化学气相沉积的方法形成。基材的材质可选为石墨材料，在基材表面形成的凹槽可以通过激光、气相刻蚀或湿法蚀刻的工艺。发明人通过结构对比实验发现，在基材表面形成凹槽以后将金刚石层填入以后，整个金刚石膜相较没有凹槽的结构附着力增强1.5倍以上，在切割硬度更高的物体时仍具备较强的牢固度。基材的厚度为1-5mm，凹槽的厚度优选为0.1-0.5mm，凹槽的宽度优选为0.2-0.6mm，凹槽的间距不能小于0.8mm，小于该尺寸会影响金刚石层的沉积连续度。
在本实施例中，金刚石层的厚度为0.5-1.5mm。
硬质合金层的厚度可选2-10mm，由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料，例如金属型碳化物。
上述实施例的一种金刚石膜可以用作钻头等切割工具。本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有凹槽结构的金刚石膜，其特征在于，包括：
基材，所述基材上表面形成多个凹槽；
设置于所述基材上表面的金刚石层；
形成在所述金刚石层上表面的硬质合金层，
其中，所述基材的厚度为1-5mm，所述凹槽的宽度为0.1-0.5mm，所述凹槽的间距为0.2-0.6mm。
2.如权利要求1所述的具有凹槽结构的金刚石膜，其特征在于，所述金刚石层通过化学气相沉积的方法形成。
3.如权利要求1所述的具有凹槽结构的金刚石膜，其特征在于，所述基材的材质为石墨材料。
4.如权利要求1所述的具有凹槽结构的金刚石膜，其特征在于，位于所述基材表面的凹槽通过激光、气相刻蚀或湿法蚀刻的工艺形成。
5.如权利要求1所述的具有凹槽结构的金刚石膜，其特征在于，所述金刚石层的厚度为0.5-1.5mm。
6.如权利要求1所述的具有凹槽结构的金刚石膜，其特征在于，所述硬质合金层的厚度为2-10mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201720066943.3U CN206477024U (zh) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | 具有凹槽结构的金刚石膜 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN206477024U true CN206477024U (zh) | 2017-09-08 |
Family
ID=59754651
Family Applications (1)
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| CN201720066943.3U Active CN206477024U (zh) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | 具有凹槽结构的金刚石膜 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN206477024U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019205335A1 (zh) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 南方科技大学 | 一种界面增强的复合材料及其用途 |
| CN114921766A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-19 | 太原理工大学 | 一种金刚石/金属复合散热片及其制备方法 |
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2017
- 2017-01-19 CN CN201720066943.3U patent/CN206477024U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019205335A1 (zh) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 南方科技大学 | 一种界面增强的复合材料及其用途 |
| CN114921766A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-19 | 太原理工大学 | 一种金刚石/金属复合散热片及其制备方法 |
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